Auslöser der kambrischen Explosion gefunden?

Tektonik als Evolutionsmotor: Seit langem rätseln Forscher, was die plötzliche Explosion der Artenvielfalt vor rund 530 Millionen Jahren auslöste. Ein US-Geologe liefert nun eine mögliche Antwort: Er präsentiert Indizien dafür, dass sich just zu dieser Zeit ein ganzer Urkontinent von der gewaltigen Landmasse Gondwana abtrennte. Das könnte die Meereschemie so verändert haben, dass die frühe Tierwelt einen Entwicklungsschub durchleben konnte, so der Forscher im Fachmagazin „Geology“.

Vor rund 530 Millionen Jahren erlebte das Leben auf der Erde einen plötzlichen Schub: Innerhalb kurzer Zeit entstanden unzählige neue Arten und Formen, in dieser Ära entwickelten sich fast gleichzeitig die Vorfahren der heutigen großen Tiergruppen. Zu keiner anderen Zeit in der Erdgeschichte hat es eine so rapide Evolution neuer Organismen gegebenen.

„Darwins Dilemma“

„Bis heute gilt dies als eine der erstaunlichsten und entscheidendsten Ereignisse in der Geschichte des Lebens“, erklärt Ian Dalziel von der University of Texas in Austin. Sogar Charles Darwin grübelte schon über diesen seltsamen Ausbruch des Lebens, denn dieser plötzliche Sprung in der Evolution schien seiner Theorie einer allmählichen Entwicklung zu widersprechen.

Längst abgetrennt? So sah die Erde nach gängier Meinung im Kambrium aus © Ron Blakey, NAU Geology 7 CC-by-sa 3.0

Was diese sogenannte kambrische Explosion auslöste, ist bis heute rätselhaft. Denn es lässt sich weder ein starker Klimaumschwung noch andere prägende Veränderungen eindeutig belegen. Und auch tektonisch schien zu dieser Zeit nur wenig Einschneidendes passiert zu sein: „Nahezu alle paläogeografischen Rekonstruktionen gehen davon aus, dass Laurentia – der Kontinentkern des heutigen Nordamerika – damals bereits von Gondwana getrennt war“, sagt Dalziel.

Abtrennung erst im Kambrium?

Doch der Geologe präsentiert nun Belege für das Gegenteil. Er hat für seine Studie Gesteinsproben aus fünf Kontinenten ausgewertet und unter anderem in den Ellsworth Mountains in der Antarktis Hinweise für ein Rift – ein Auseinanderwandern zweier Landmassen – entdeckt. „Schon lange hat man sich gefragt, was hier einst abgetrennt wurde“, so Dalziel. Seiner Ansicht nach lautet die Antwort darauf Laurentia.

Dalziel postuliert eine Abtrennung Laurentias durch einen tiefen Meeresarm erst während des Kambriums - und das könnte die Explosion des Lebens ausgelöst haben. © Ian Dalziel

Nach Ansicht des Forschers war Laurentia zu Beginn des Kambriums noch nicht von der großen Landmasse Gondwanas getrennt. Stattdessen hing es noch mit dem Teil zusammen, der heute die Antarktis und Teile Südamerikas bildet. Kurz vor der kambrischen Explosion dann ereignete sich die Trennung, ein tiefer Meeresarm isolierte Laurentia von Gondwana. Kurz darauf stieg dann der Meeresspiegel und es bildeten sich auch überall neue Flachmeere, die die Lebensbedingungen für die Tierwelt stark veränderten.

Nährstoff-Aufstrom förderte die Evolution

Dieser tektonische Einschnitt veränderte auch die Geochemie des Meeres: „Als der Meeresarm größer wurde, brachten aufsteigende Strömungen phosphorhaltige Verbindungen ins Wasser“, so Dalziel. Dies lieferte Algen wertvolle Nährstoffe, sie breiteten sich aus, produzierten Sauerstoff und das wiederum ermöglichte es der Tierwelt, sich weiter zu entwickeln und komplexere Formen zu bilden.

Der Forscher räumt allerdings ein, dass weitere Untersuchungen nötig sind, um diese Kette von Ereignissen zu belegen. „Ich behaupte nicht, dass dies die ultimative Erklärung für die kambrische Explosion ist. Aber es könnte sehr wohl helfen zu erklären, was damals passierte“, so der Forscher. (Geology, 2014; doi: 10.1130/G35886.1)

(University of Texas at Austin, 04.11.2014 – NPO)